🔰 بخش دوم مطالب #لیزر 🔰

🔹ماهیت اشعه لیزر با ماهیت نور معمولی یکی است اما تفاوت عمده آن در نحوه گسیل پرتوهاست. گسیل پرتوها توسط الکترون های برانگیخته در اتم به دو صورت امکان پذیر است:
۱. گسیل خودبخودی
۲. گسیل القایی

🚸 @Delta_Physics

♦️1.گسیل خودبخودی: فرض کنید e2 و e1 دو تراز متوالی از یک اتم با انرژی های E2 و E1 باشد و الکترونی در تراز e1 در حالت پایه خود قرار گرفته باشد. اگر به هر دلیلی این الکترون از تراز e1 به تراز بالاتر e2 برود گفته می شود اتم تحریک شده است یا در حالت برانگیخته قرار دارد.

چون این حالت یک حالت ناپایدار است اتم تمایل دارد هرچه زودتر به حالت پایدار باز گردد به همین دلیل الکترون مزبور بلافاصله به حالت قبلی در تراز e1بر خواهد گشت از طرفی چون این دو تراز اختلاف انرژی E1 و E2 دارند بنابراین اصل پایستگی انرژی اضافی الکترون به صورت تابش با فرکانس ν حین بازگشت به تراز اول گسیل می شود به این فرایند گسیل خودبخودی می گویند.

🚸 @Delta_Physics

♦️ 2.گسیل القایی: اگر الکترونی در تراز e2 در حالت پایه خود قرار داشته باشد و ما با استفاده از یک فوتون با انرژی E2-E1=hν اتم را تحریک کنیم، در اثر این القا الکترون مزبور تراز e2 را ترک کرده و به تراز e1 می رود و حین این انتقال فوتون تابش می کند. فوتون برهم کنش کننده هم بدون آنکه تغییری در ان ایجاد شود به راهش ادامه می دهد. پس در این حالت با دو فوتون هم فاز که همراه یکدیگر هستند روبرو هستیم.

🚸 @Delta_Physics

🔹در گسیل خودبخودی تابش های گسیل شده در تمام جهات گسترده است. اما در گسیل القایی جهت تابش در یک راستای معین خواهد بود. از طرفی در گسیل خودبخودی فوتون های تابشی در اثرگذار بین اتم های ترازهای اتمی یا مولکولی مختلف و متفاوت از هم به وجود می آیند. پس این تابش ها طیف گسترده ای از فرکانس ها را شامل می شود. اما در گسیل القایی تابش در اثر گذار بین تراز های اتمی یا مولکولی مشابه گسیل می شود. بنابراین همه تابش ها تقریبا فرکانس یکسانی دارند.

🔹معمولا در لیزر از فرایند گسیل القایی استفاده می شود برای داشتن گسیل القایی طولانی مدت به مولکول هایی شامل دو تراز که تراز بالایی آن پر و تراز پایینی آن خالی باشد نیاز داریم. اما آنچه که نظریه های کوانتومی بیان می کند این است که بنا به قاعده گزینش در اتم ها ابتدا تراز های پایین تر پر می شوند بنابراین به وضعیت به وجود امده در لیزر « وارونگی جمعیت » گفته می شود.

🚸 @Delta_Physics

🔹برای ایجاد وارونی جمعیت بین دو تراز لازم است که به محیط انرژی تزریق شود. این تزریق انرژی باید حساب‌شده باشد. به عنوان مثال اگر انرژی حرارتی به سیستم بدهیم، تنها دمای آن افزایش خواهد یافت که نشان دهندهٔ توزیع تعادلی انرژی بین ترازهای مختلف است. جمعیت ترازهای بالا افزایش خواهد یافت اما وارونی جمعیتی بوجود نخواهد آمد.

🚸 @Delta_Physics

🔵 تابع موج چیه؟ چرا میگن ماده هم موج هم ذره؟

توضیحاتی درباره دنیای عجیب کوانتوم به زبان ساده

یکی از سوالاتی که چند بار از من پرسیدن اینه که چرا الکترون داخل هسته سقوط نمیکنه؟ برای جواب به این سوال که توجیه کوانتومی داره توی این ویدئو در مورد مباحثی نظیر معادله شرودینگر و تابع موج و دوگانگی موج و ذره صحبت کردم و سعی کردم به زبان ساده یکسری از مفاهیم پایه کوانتوم رو توضیح بدم.

🧑🏻‍💻 تولید محتوا توسط مجله خلقت

#کوانتوم #تابع_موج #الکترون #دوگانگی_موج_ذره #QC32

🌀 @QuantCamp | کمپین کوانتوم

آیا زمان معنایی دارد؟

زمان یکی از موضوعاتی است که ذهن بسیاری از اندیشمندان از دوران باستان تا به امروز را به خود مشغول داشته است. اینکه زمان آیا مستقل از رویدادهاست و یا چیزی است که با رویدادها معنا پیدا می‌کند. اینکه زمان همواره با یک سرعت می‌‌گذرد یا کند و تند می‌شود. آیا زمان همواره به صورت خطی جریان دارد یا انشعاب پیدا می‌کند و دیگر سؤالاتی از این قبیل ذهن فلاسفه و فیزیکدانان را به خود مشغول داشته است.
در این ویدئو به جنبه‌های فلسفی زمان پرداخته می‌شود و دیدگاه‌های مختلف پیرامون آن طرح می‌شوند.

تماشای آنلاین این ویدئو:
https://13p7.short.gy/BDW2Sr
زیرنویس: نوشین ناصری

🚸 @Delta_Physics

مدل استاندارد: موفق‌ترین نظریه فیزیک

اگر از یک فیزیکدان بپرسید موفق‌ترین نظریه فیزیک در تمام دوران‌ها کدام است، احتمالا «مدل استاندارد فیزیک ذرات» یکی از پاسخ‌ها خواهد بود. مدل استاندارد نامی است که از دهه ۱۹۷۰ به مجموعه نظریه‌های توصیف کننده ذرات بنیادی و اجزای سازنده عالم اطلاق شد. این مدل توصیف کننده تقریبا همه اجزای سازنده عالم است که در چارچوبی خودسازگار در قالب معادلات بیان می‌گردد. هفده ذره شناخته شده با نام‌ در مدل استاندارد وجود دارند و طبقه‌بندی شده‌اند. آخرین ذرات کشف شده بوزون W و Z در سال 1983، کوارک «سَر» (Top) در سال 1995، تاو نوترینو در سال 2000 و بوزون هیگز در سال 2012 بود.

در این ویدئو پروفسور دیوید تانگ، فیزیکدان از دانشگاه کمبریج ما را با مدل استاندارد فیزیک ذرات به صورت جزء به جزء آشنا می‌نماید.

🚸 @Delta_Physics

🔰 بخش سوم (پایانی) مطالب #لیزر 🔰

🔹لیزرها در بسیاری از دستگاه‌های فناورانه مدرن از جمله بارکدخوان‌ها، CDها و چاپگرهای لیزری استفاده می‌شوند. لیزرها می توانند نوری فراتر از محدوده مرئی، از مادون قرمز تا اشعه ایکس تولید کنند. درحالیکه میزرها(Masers) دستگاه های مشابهی هستند که امواج مایکروویو را تولید و تقویت می‌کنند.

🚸 @Delta_Physics

🔹ویژگی‌های لیزر

نور لیزر دارای خصوصیات زیر است:

♦️تکفامی
♦️شدت بالا
♦️همدوسی (همبستگی فضایی و زمانی نور)
♦️نحوهٔ انتشار تنظیم‌شده (جهت‌دار بودن، موازی بودن)
♦️توزیع فضایی تنظیم‌شدهٔ شدت (وجوه تابشی مشخص)
♦️توزیع زمانی تنظیم‌شدهٔ شدت (رژيم تابشی مشخص)
♦️قطبش مشخص

🚸 @Delta_Physics

🔹لیزرها را به روش‌های مختلفی دسته‌بندی می‌کنند از جمله:

♦️تقسیم‌بندی بر اساس فاز محیط فعال (لیزرهای گازی، مایع و جامد)
♦️تقسیم‌بندی بر اساس توان تابشی (لیزرهای کم‌توان، لیزرهای قدرت و ...)
♦️تقسیم‌بندی بر اساس رژیم تابشی (پیوسته و پالسی)
♦️تقسیم‌بندی بر اساس نوع تحریک یا دمش انرژی
♦️تقسیم‌بندی بر اساس ناحیهٔ طول‌موج تابشی (لیزرهای مادون قرمز، مرئی و ...)
♦️تقسیم‌بندی بر اساس قابلیت تنظیم فرکانس

🚸 @Delta_Physics

🔹با ترکیبی از دسته‌بندی‌های فوق، می‌توان دورنمایی از انواع منابع نوری لیزری را ارائه داد:

♦️لیزرهای گازی (مانند لیزرهای هلیوم-نئون، آرگون، نیتروژن، اگزایمر)
♦️لیزرهای جامد (مانند لیزرهای یاقوت، Nd:YAG،Ti:Saphire)
♦️لیزرهای رنگدانه ای (رودامین 6G، کورامین و ...)
♦️لیزرهای نیمه‌هادی (مانند لیزرهای دیودی مثل GaN, AlGaAs)
♦️لیزرهای بخار فلز (مانند لیزر بخار مس، بخار جیوه و بخار طلا)
♦️لیزرهای دینامیک‌ گازی
♦️لیزرهای تار نوری
♦️لیزرهای بلور فوتونی
♦️لیزرهای شیمیایی (مانند لیزرهای HF, DF, COIL)
♦️لیزرهای الکترون آزاد
♦️لیزرهای زیستی

🚸 @Delta_Physics

⚠️ منشأ جرم تان در چیست ؟

🖋 اگر شما بخواهید بفهمید منشأ جرمتان چیست، باید اتم‌هایی را در نظر بگیرید که از آن تشکیل شده‌اید. اگر جرم اتم‌ها را جمع کنید، به مقداری مساوی جرمتان دست خواهید یافت.

📘 در کاوش ژرف‌تر درون اتم، با پروتون‌ها، نوترون‌ها و الکترون‌ها روبه‌رو خواهید شد.
پروتون‌ها و نوترون‌ها در هسته و دارای جرم تقریباً یکسان‌اند، بنابراین می‌توانیم آن‌ها را در یک گروه مشترک به نام نوکلئون‌ها جمع کنیم. برعکس، جرم الکترون فقط حدود 5 صدم درصد جرم یک نوکلئون است و بنابراین سهم جرم الکترون‌ها در جرم ماده معمولی ناچیز است. با این حال، اگر جرم نوکلئون‌هایتان را با هم جمع کنید، به عددی نسبتاً نزدیک به جرمتان خواهید رسید.

📙 در کاوش باز هم ژرف‌تر در کوچک‌ترین ذرات شناخته‌شده ماده، به کوارک‌ها خواهیم رسید. می‌دانیم که نوکلئون‌ها از سه کوارک تشکیل شده‌اند. بنابراین انتظار داریم که جرم هر کوارک در حدود یک سوم جرم هر نوکلئون باشد.

اما در اینجا است که با وضعیت جالب توجهی روبه‌رو می‌شویم.

📌 اگر جرم کوارک‌هایی که بدنتان از آن‌ها تشکیل شده است را با هم جمع کنید، به جرمی در حدود:
یک یا دو درصد جرم بدنتان دست خواهید یافت.

📍این کاملاً خلاف چیزی است که هنگام جمع کردن جرم نوکلئون‌های تشکیل‌دهنده بدنتان روی داد. بنابراین، منشأ جرمتان از کجاست؟

📗 درباره آنچه در هر نوکلئون اتفاق می‌افتد کمی فکر کنید. در ساده‌ترین مدل، هر نوکلئون دارای سه کوارک است که در کره‌ای با شعاعی از مرتبه فمتومتر (m 15-10) محصور شده‌اند. آن‌ها با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می‌کنند. بنابراین آن‌ها "انرژی" قابل ملاحظه‌ای به‌ویژه از نوع جنبشی خواهند داشت.

📕 افزون بر این، این ذرات در حجم کوچکی محصور شده‌اند و با سرعتی تقریباً نزدیک به سرعت نور حرکت می‌کنند. این وضعیت مستلزم وجود نیروهای بستگی بسیار قوی است که به مقدار انرژی پتانسیل فوق‌العاده‌ای در هر نوکلئون می‌انجامد.

📒 به‌علاوه، وقتی از حرکت کوارک‌ها در یک نوکلئونِ در حال سکون انتگرال‌گیری کنیم، می‌بینیم که مجموع تکانه متوسطشان صفر می‌شود. بنابراین می‌توان مقدار عظیم انرژی را که خاستگاه 98 تا 99 درصد از جرم بدنتان است پیدا کنید.

🔍 به‌طور خلاصه، جرم شناخته شده، تقریباً ناشی از:
انرژی جنبشی و پتانسیل کوارک‌های درون بدنتان است.

🔍 منشأ بقیه جرم، برهم‌کنش بارهای هیگزِ کوارک‌ها و لپتون‌ها در میدان هیگز است. این برهم‌کنش‌ها شبیه همان بر‌هم‌کنش بارهای الکتریکی در میدان‌های الکتریکی است که انرژی پتانسیل را به‌وجود می‌آورد.

📝 بنابراین، مجبوریم نتیجه‌بگیریم که:
کاملاً صحیح نیست بگوییم جرم و انرژی هم‌ارزند. بلکه درست‌تر آن است که بگوییم :
جرم چیزی نیست جز انرژی متراکم. 

منبع:
The PHYSICS TEACHER. Vol 55, OCTOBER 2017.

🚸 @Delta_Physics

اگر تابحال در درک عینی و چیستی "نیروی کریولیس" ابهام داشتید، پیشنهاد می‌کنم این ویدئو را ببینید!

🚸 @Delta_Physics

درود و احترام
فرارسیدن نوروز رو خدمت شما عزیزان تبریک عرض می‌کنیم🌺
امیدواریم سال جدید برای شما و عزیزترین‌هاتون خجسته و سرشار از عشق و آرامش باشه و بهترین اتفاقات رو رقم بزنید
🌱 سرسبز و مانا باشید

شواهدی از ذره زیر اتمی جدید

همانطور که قبلاً تصور می شد، نشانه ای از محصولات واپاشی یک مزون – یعنی یک کوارک و یک آنتی کوارک - از دو ذره زیر اتمی می آید و نه یک ذره.
آزمایش‌های برخورد پرانرژی به فیزیکدانان ذرات کمک کرده است تا بسیاری از جنبه‌های رفتاری کوارک‌ها - بلوک‌های سازنده زیراتمی پروتون‌ها و نوترون‌ها- را درک کنند. به عنوان مثال، در طول واپاشی توده کوارک ها، محققان ظهور مختصر ذرات زیراتمی عجیب و غریب، مانند تتراکوارک ها یا مزون های ضعیف را مشاهده کرده اند. این ذرات عجیب و غریب در طیف جرمی بقایای آزمایش‌های برخورد الکترون-پوزیترون، به صورت قله‌های تشدید ظاهر می‌شوند.

ادامه مطلب👇

🚸 @Delta_Physics

یک دهه پیش، مجموعه BESIII در برخورد دهنده الکترون پوزیترون پکن یکی از این قله ها را مشاهده کرد [1]. این مجموعه اکنون وجود آن قله را تایید کرده است [2]. اما داده‌ها و تحلیل‌های جدید نشان می‌دهند که قله‌ای که قبلاً مشاهده شده بود، در واقع دو قله است که وجود یک ذره عجیب و غریب جدید را نشان می‌دهد.
در سال 2013، مجموعه BESIII در حین نظارت بر فرآیند واپاشی یک ذره کوارک-آنتی کوارک معروف به مزون J/ψ، یک قله تشدید پیدا کرد.
این قله تشدید (1840) X نامگذاری شد. "X" نشان می دهد که ذره تولید کننده قله ناشناخته است و "1840" به جرم تخمینی ذره در واحدهای MeV/c2 اشاره دارد.
محققان اکنون مجموعه‌ای از داده‌ها را تجزیه و تحلیل کرده‌اند که شامل رویدادهای واپاشی 50 برابر بیشتر نسبت به قبل است. تجزیه و تحلیل مجموعه داده بزرگتر یک برآمدگی کوچک - یک قله ثانویه پایینتر - را در سمت چپ قله اصلی نشان می دهد. نشانه ای که حاوی نشانه های دو ذره است و نه یک ذره. با برازش داده‌ها، محققان دو قله تشدید همپوشانی پیدا کردند که آن ها را (1840) X و (1880) X نامگذاری کردند.

1. M. Ablikim et al. (BESIII Collaboration), “Observation of a structure at 1.84 GeV/c2 decays in the 3(π+π−)(𝜋+𝜋−) mass spectrum in J∕ψ→γ∕𝜓→𝛾3(π+π−)(𝜋+𝜋−) decays,” Phys. Rev. D 88, 091502 (2013).
2. M. Ablikim et al. (BESIII Collaboration), “Observation of the anomalous shape of X(1840) in J∕ψ→γ∕𝜓→𝛾3(π+π−)(𝜋+𝜋−) indicating a second resonance near pp‌ ��‌ threshold,” Phys. Rev. Lett. 132, 151901 (2024).
منبع:
Evidence of a New Subatomic Particle
ترجمه خبر: شهره کرمی
نویسنده خبر: مریم ذوقی

http://www.psi.ir/news2_fa.asp?id=4051

🚸 @Delta_Physics